Egymástól tanuló mesterséges intelligenciák fedik fel agyunk valódi korát
A Nemzeti Agykutatási Program által támogatott kutatás eredményei megkönnyíthetik az időskori demencia előrejelzését. Az MTA TTK Agyi Képalkotó Központ kutatóinak cikkét az egészségügyi informatika területének legrangosabb folyóirata, a GigaScience közölte.
 |
Hány éves az agya valójában? – a kérdés mintha egyenesen a Facebookról érkezett volna. A látszat azonban ezúttal csal: komoly kutatók foglalkoznak a témával – köztük a Magyar Tudományos Akadémia Természettudományi Kutatóközpont (TTK) munkatársai –, a válaszok pedig sokak időskorát tehetik élhetőbbé.
Agyunk az életünk során folyamatosan változik, fiatalkorunkban az agy hálózatainak szerkezete és működése egyre összehangoltabbá és kifinomultabbá válik, ahogy pedig öregedni kezdünk, ellenkező irányú folyamatok játszódnak le benne. A változások nemcsak az agy fizikai szerkezetében tapasztalhatók, hanem az egyes agyterületek működése közti összehangoltság mértékében is, amely az agyterületek között mérhető funkcionális kapcsolatok erősségének megváltozásával jól jellemezhető.
Kapcsolatok kora
E kapcsolatokat funkcionális mágneses rezonanciás képalkotással (fMRI) nagyszerűen lehet vizsgálni, és az eredmények megmutathatják, hogy a vizsgált agy kapcsolati mintázatának jellemzői mennyire felelnek meg a vizsgált személy valós életkorának. Ha az eltérés jelentős, az a kutatások szerint jól előre jelzi a kóros agyi öregedési folyamatokat, köztük a demenciát.
Márpedig igen fontos, hogy az efféle folyamatokra idejében fény derüljön, mivel a korai gyógyszeres beavatkozások és életmódváltás sokkal hatásosabb, mint a súlyosabb tünetek megjelenése utáni „tűzoltás”.
Az agyterületek működése közti kapcsolatok meglehetősen bonyolult hálózatot alkotnak, így egyáltalán nem nyilvánvaló, hogy milyen tulajdonságaik vannak kapcsolatban az életkorral. Kézenfekvő megoldásnak tűnt hát, hogy mesterséges intelligenciát vessenek be az elemzésére. A mélytanulásos (deep learning) rendszereket pedig éppen úgy be lehet tanítani az agyi kapcsolati hálózatok és az életkor közti összefüggésekre, mint például a kutyás és a macskás képek elkülönítésére. Vagyis egy mélytanulásos rendszer megfelelő számú egészséges agyról készült felvétel feldolgozása után „érezni” kezdi az agy korát, éppúgy, ahogy a másik példában a képen szereplő állat „kutyaságát” vagy „macskaságát”.
Tudásátadással a hatékonyabb tanulásért
Van azonban egy nagy eltérés a két helyzet között: míg a képfelismerés esetében a betanításhoz fotók millióit használhatják, a meglehetősen költségesen elkészíthető fMRI-felvételekből nagyságrendekkel kevesebb áll rendelkezésre. És ha ez még nem lenne elég, a különféle berendezéseken más és más beállításokkal készült fMRI-felvételek kapcsolati hálózatai annyira különböznek egymástól, hogy nem igazán lehet őket „összeönteni” és ezt az egységes adatbázist használni a mesterséges intelligencia betanítására.
Vidnyánszky Zoltán és a Nemzeti Agykutatási Program támogatásával működő kutatócsoportja a mélytanulásos rendszerek működési elvét felhasználva ügyes megoldást talált e probléma kiküszöbölésére. Az ilyen elven működő tanuló rendszerek ugyanis több egymásra épülő absztrakciós szinten dolgozzák fel a bemenet információit. Míg a legelső szinteken még sokat számítanak a bemenő adatok konkrét részletei, a felsőbb szinteken egyre elvontabb összefüggések jelennek meg a tanulás során. Így, például egy kutyákat és macskákat fotó alapján elkülönítő, betanított mélytanulásos rendszer alacsonyabb szintjei hatalmas eltérésekkel reagálnak egy csivava és egy bernáthegyi képére, de magasabb szinteken már egyértelműen a „kutyaság” dominál.
Vidnyánszkyék ötlete az volt, hogy az fMRI-felvételek egyszerű összeöntése helyett inkább a különféle mintákon betanított mesterséges intelligenciák magasabb absztrakciós szintjeinek adatait vegyék át. Abban reménykedtek, hogy így valamilyen mértékben képesek lesznek átvenni a mélytanulásos rendszerek „tudását”. Mintha – a fotók összeöntése helyett – a kizárólag fajtatiszta házikedvenceken megtanult „kutyaság” és „macskaság” fogalmait megalapozó belső, absztrakt adatokat átadhatnák egy másik tanuló rendszernek. Ez a másik rendszer pedig a keverék kutyákat ábrázoló képek vizsgálatát már az így átvett alaptudással kezdhetné.
Az MTA TTK Agyi Képalkotó Központban működő kutatócsoport eljárása sikeresnek bizonyult, eredményüket nemrég az egészségügyi informatika területének legrangosabb folyóirata, a GigaScience közölte.
„Az eljárásunk segítségével 5 évvel sikerült javítani a funkcionális konnektivitáson alapuló agyéletkorbecslés átlagos pontosságát. Ezt úgy sikerült elérnünk, hogy felhasználtuk a korábban, más adatbázison elsajátított tudást a becsléshez használt mesterséges neurális hálózat tanítása során. Ezt a korábban tanult kapcsolati súlyok átvételével és finomhangolásával végeztük a hálózat megfelelő rétegeiben. Kutatási eredményeink megoldást szolgáltattak a különböző MRI-berendezéssel, mérési paraméterekkel és eltérő szempontok szerint beválogatott embercsoportokon gyűjtött adatbázisok közötti tudástranszferre” – mondta el Vidnyánszky Zoltán.
A módszer fontos előrelépést jelent a kóros agyi öregedés mesterséges intelligenciával történő hatékonyabb előrejelzésében. Emellett segítséget nyújthat olyan, idegrendszeri képalkotáson alapuló speciális diagnosztikai feladatok megoldásában, ahol kevés adat áll rendelkezésre a mesterséges intelligenciák tanításához. A kutatócsoport jövőbeli kutatásainak célja, hogy módszertani fejlesztéseik eredményeire építve kidolgozzanak egy multimodális, strukturális és funkcionális MRI-képalkotáson alapuló mesterséges intelligenciával támogatott eljárást a kóros agyi öregedés korai kiszűrésére és típusainak osztályozására.
A Vidnyánszky Zoltán által vezetett kutatócsoport munkájában kiemelkedő szerepet játszott két fiatal kutató, Meszlényi Regina és Vakli Pál. Az eredeti tanulmány itt érhető el.
Érdemes elolvasni az mta.hu egy korábbi cikkét is, mely részletesen bemutatja Vidnyánszkyék munkáját és az fMRI-mérésekben rejlő lehetőségeket.
A teljes cikk elérhető az mta.hu oldalon is, az alábbi címen:
Ön szerint esélyes a Tisza Párt a Fidesz leváltására?
hírek innen, onnan
Ennyi volt, eldőlt Szoboszlai Dominik sorsa Liverpoolban a drámai végjáték után a Manchester City ellen, egy lap megelőlegezte neki a szezon végi kitüntetést
Kaotikus meccsen vesztett a Liverpool, Szoboszlai ismét csodagólt lőtt, a végén kiállították, ő lett a meccs embere és a meccs hőse is.
Tarolt a Fidesz az időközi választáson, megszűnik a patthelyzet Balmazújvárosban
A település képviselő-testülete ezzel hosszú idő után határozatképes lesz.
„Teljesen alkotmányellenes” – felháborodást okozott Boszniában, hogy a TEK irodát nyitott az ország szerb részén
Egy boszniai biztonsági szakértő szerint valójában magyar hírszerző szolgálatok érkeztek az országba.
Szoboszlai, a meccs embere megkapta élete első liverpooli 10-es osztályzatát és piros lapját
Az idény meccsét vívta a Liverpool és a Manchester City.
5 nevelési hiba, amitől agresszívvá válhat a kutyád - te elköveted őket?
Egyetlen rossz beidegződés is elég ahhoz, hogy a kedves családi kutyából kezelhetetlen, sőt veszélyes társ váljon – sokszor...
Kőkemény szívű zsarnok volt, halála előtt Fenyő Miklós mégis megtette azt, amire senki sem számított
Fenyő Miklós évtizedekig tartotta a haragot, és zenésztársait is megbántotta. De mi volt az a felismerés, ami miatt a halála előtt...
„Magyarország-pótdíjat” vezetett be a népszerű webáruház, vizsgálat indul
Nincs és nem is volt semmilyen megállapodás a magyar állam és az Alibaba között „Magyarország-pótdíj” felszámításáról, a...
Fordulat a meglőtt orosz altábornagy ügyében: új részletek láttak napvilágot
Oroszország három gyanúsítottat azonosított a Vlagyimir Alekszejev altábornagy ellen pénteken elkövetett merénylet ügyében. A...
Mi lehet köztük? A Házasság első látásra sztárjának oldalán jelent meg a Gundel Bálon Kapu Tibor – fotó
A Házasság első látásra második évadában Nagy Reni és Tóth Geri kapcsolata az egyik legviharosabb volt, amely végül szakítással és...
Gyerekcsíny miatt riasztották a vadászgépeket a Wizz Air Tel-Avivba tartó járatához
Gyerekcsíny miatt vadászgépeket riasztottak Izraelben a Wizzair londoni járatához – jelentette a repülőtéri hatóság Izraelben. Egy, a...
Ennyit a kormányváltó hangulatról: csatatérkörzetet fordított meg a Fidesz egy billegő városban
Olyan körzetben nyert időközi választást, amely korábban ellenzéki volt.
Tarolt a Fidesz az időközi választáson
Eddig feloldhatatlannak tűnt a patthelyzet.
Sport
Kilencezer torokból szólt a Himnusz a szlovák bajnokin: magyargyűlölet és botrány a DAC–Slovanon
Minden magyar bakancslistáján ott kell, hogy legyen.
Hétfőn, 0.30 órás kezdéssel rendezik meg az NFL nagydöntőjét, a 60. Super Bowlt
A szakértő szoros csatát vár, de egyet ért a fogadóirodák jóslásaival.
Dermedten nézte a kapus Lamine Yamal bombagólját
Mozdulni sem tudott a kapus.
Máris elvesztette a pályán megszerzett olimpiai érmét a világbajnok
Ebba Andersson honfitársa, Frida Karlsson mögött a második helyen ért célba.
A Barcelona döntése után a Real Madrid-edző a spanyol futball legnagyobb botrányáról beszélt
A katalánok szombati közleménye mellett Álvaro Arbeloa sajtótájékoztatóján sem mentek el szó nélkül.
Szoboszlai hatalmas gólt vágott a City ellen, aztán kiállították a hajrában elbukott rangadón
Újabb pazar találattal jelentkezett kiélezett helyzetben a magyar válogatott kapitánya – az öröme azonban nem lehet felhőtlen.
Elfajult a tüntetés, könnygázt és vízágyút vetett be a rendőrség az ICE elleni demonstráción
A tiltakozók füstbombákkal és petárdákkal vonultak utcára.
Liu Shaoang kétszavas posztját az olimpián nagyon felkapta a kínai média + videó
A milánói–cortinai téli olimpián Kínai első érme a férfi hódeszkások big air versenyszámában született.
Varga Barnabás duplázott, az AEK Athén kegyetlen nagyot ment a hajrában
A magyar válogatott támadó egymást követő második meccsén volt eredményes.
Edzője szerint nagy a baj, súlyosan megsérült a Liverpool új igazolása
A 60 millió fontért szerződtetett futballista hosszú hónapokra kidőlhet.
A Manchester City elleni rangadón sem szakadt meg Szoboszlai Dominik nagy sorozata
Arne Slot együttese komolyabb meglepetés nélkül fordult rá a hétvége csúcsmérkőzésére.
Mariah Carey vélhetően csak tátogott az olimpiai megnyitón, de ez még nem minden
A playbacket a rendezőnő sem tagadja, ahogy a fonetikus súgógépet sem.
Bulvár
Pusztító csapást mértek Mészáros Lőrincre, kamerák kereszttüzében alázták meg
Mészáros Lőrincen előszeretettel köszörülik a nyelvüket a kormánykritikus közéleti szereplők.
Ezt a tárgyat rakd a router mellé, és extra gyors lesz az interneted
Van az a pont, amikor már mindent kipróbáltál. Újraindítottad a routert, közelebb ültél hozzá, kihúztad, visszadugtad, még az időjárást is hibáztattad, de az internet továbbra is lassú, akadozik, vagy pont akkor
Újabb gyomros a Fidesznek: akkora a leiratkozási hullám, hogy aligha lesz német nemzetiségi képviselő a parlamentben
Megindult a leiratkozási hullám a német nemzetiségi névjegyzékről, így valószínűleg nem tud mandátumot szerezni a választáson a hazai németség képviselője. Ez a Fidesz számára igazán rossz hír, hiszen igencsa
Donald Trumpnak csak hónapjai vannak hátra, és az agya is zsugorodhat, állítja egy fizioterapeuta
Az egészségügyi szakértő gyanús jeleket vélt felfedezni az elnök viselkedésében.
Lerántották a leplet Jákli Mónika titkairól a falubéliek
Egy hete temették el a halálos közlekedési balesetben elhunyt Jákli Mónikát, ám a gyász mellett egyre több kérdés merül fel a múltjával kapcsolatban. A szlovák cégnyilvántartások szerint a több vállalkozása i
Ez lehet minden idők legnagyobb Tóth Gabi botránya, ebből a beszélgetésből nem tudja kimosdatni magát
Tóth Gabi bármit csinál, egyből rászegeződik a figyelem.
Dobrev Klára: Talán így lesz Orbán Viktornak 94 százaléka egy sorsdöntő területen
A DK elnöke egy európai szervezethez fordult.
Lázár János szomszédjának minden erejével küzdenie kell az otthonáért
Minden erejével küzd az otthonáért az a férfi, aki utolsó magántulajdonosként maradt meg a Lázár János és céges érdekeltsége által felvásárolt műemlékházban. Lázár János és az érdekeltségébe tartozó Gr
Így reagált Szabó Zsófi arra, hogy leváltották a TV2-nél
Gelencsér Tímea tavaly jelentette be, hogy nem sokkal azután, hogy átigazolt az RTL-hez, máris visszatért a TV2-höz, ugyanis az Exatlon új évadában lesz riporter.
Kilencezer torokból szólt a Himnusz a szlovák bajnokin: magyargyűlölet és botrány a DAC–Slovanon
Minden magyar bakancslistáján ott kell, hogy legyen.
Mikor igyunk: étkezés előtt, alatt vagy utána?
A mai egészségtudatos világban többféle nézőponttal találkozhatunk, ha az a kérdés merül fel bennünk: ihatok-e étkezés előtt vagy közben? Szakértők között is megoszlik a vélemény, mi a legmegfelelőbb testün
Óriási magyar meglepetés a téli olimpián, egy ország szisszent fel azonnal a tévé előtt
Hatalmas meglepetés a téli olimpián.
- Csökkent a gázolaj ára
- Leszakadt egy vasúti felsővezeték Érdnél, jelentős késésekre kell számítani
- NAV: sok változást hoz a jövedéki szabályozásban az új törvény
- Tatabányát is érinti a vonatok késése
- Négy emeletes toronnyal is megújult a tatabányai könyvtár
- A tatabányaiak dönthetnek a különböző városi elismerések kiosztásáról
- Ideiglenes erdőlátogatási tilalmat rendeltek el Tatabányán és környékén
- A sportban is összefogtak a tatabányai leukémiás Horváth Márkért
- Figyelem! Látogatási tilalom a Szent Borbála Kórházban!
- Tatabányát is érintő menetrend változások lesznek a MÁV-nál
- Az M1-es autópályán augusztusig nehezebb lesz közlekedni felújítás miatt
- Ezért lesz hónapokig dugó Tatabányán
- Elindultak az M1-es autópálya Hegyeshalom felé vezető oldalán a teljes körű felújítási munkák
